DE3733088A1 - Ueberstromschutzeinrichtung fuer einen verbraucher in einem kraftfahrzeug - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Überstromschutzeinrichtung für ei­ nen Verbraucher in einem Kraftfahrzeug gemäß Oberbegriff von Anspruch 1.

In modernen Kraftfahrzeugen werden viele elektrische Verbrau­ cher von einem Steuerteil ein- und ausgeschaltet, der z.B. als handbetätigbarer Schalter oder als Mikroprozessor ausgebildet sein kann. Zum Schutz der Verbraucher und auch der verwendeten Schalter sind Prüfteile vorgesehen, die einen Überstrom im Lastkreis detektieren und ein Schutzsignal erzeugen, das zum Ausschalten des zugehörigen Schalters führt.

Mit dem Überstrom verschwindet aber auch das Schutzsignal wie­ der. Steht zu dem Zeitpunkt das Ein-Signal vom Steuerteil noch an, wird der Schalter wieder geschlossen. In einem nach wie vor defekten Lastkreis tritt dann wieder ein Überstrom auf, wodurch der Schalter, wie bereits beschrieben, ausgeschaltet wird. Es käme also zum dauernden Ein- und Ausschalten des Schalters.

Es ist bekannt, ein solches unerwünschtes Verhalten mittels ei­ ner Schutzeinrichtung zu verhindern, die durch das Schutzsignal gesetzt wird und das Ein-Signal solange sperrt, bis sie manuell zurückgesetzt wird. Nach einer Fehlerbeseitigung ist somit zu­ sätzlich dieser Rücksetzvorgang erforderlich, der in der Regel einen Eingriff an einer nicht ohne weiteres zugänglichen Stelle erfordert.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Überstrom­ schutzeinrichtung der eingangs genannten Art derart auszufüh­ ren, daß einerseits das abwechselnde Ein- und Ausschalten bei vorhandenem Schutzsignal vermieden wird, daß aber andererseits ein erneutes Einschaltsignal nach dem Auftreten eines Schutzsi­ gnals ohne manuelle Rückstellung einer Schutzeinrichtung im Laststromkreis wirksam werden kann.

Die erfindungsgemäße Lösung ist in Anspruch 1 gekennzeichnet. Sie hat den Vorteil, daß die Anlage nach Beseitigung der Ursache für die Abschaltung ohne weiteres wieder betriebsfähig ist.

Bei Verwendung eines Mikroprozessors als Steuerteil könnte zwar dasselbe Ergebnis auch mit Hilfe eines Diagnoseteils erreicht werden, das den Fehler und damit auch dessen Behebung im Last­ stromkreis ermittelt. Abgesehen von dem hierfür erforderlichen Aufwand für den Diagnoseteil erfordert diese Lösung auch einen Mikroprozessor mit entsprechend vielen Ein- und Ausgängen, die häufig nicht zur Verfügung stehen. Daher ist die Erfindung ge­ rade in Verbindung mit einem als Mikroprozessor ausgebildeten Steuerteil besonders vorteilhaft.

Die erfindungsgemäße Überstromschutzeinrichtung ist besonders geeignet für solche Laststromkreise, deren Abschaltung im Feh­ lerfall durch den Fahrer ohne weiteres bemerkt wird und den Fahrer zu einer Reparatur veranlaßt. Nach der Reparatur, z.B. nach dem Auswechseln eines Blinkrelais oder einer Benzinpumpe, ist dann das Fahrzeug ohne weiteres wieder betriebsbereit.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteran­ sprüchen gekennzeichnet. Die Erfindung wird anhand der Figuren näher erläutert; es zeigen:

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel und

Fig. 2 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung.

In Fig. 1 ist ein Lastkreis mit einer Serienschaltung aus einer Spannungsquelle 10, einem Verbraucher 11, einem Schalter 12 und einem Meßwiderstand 31 dargestellt.

Der Verbraucher 11 ist z.B. ein Relais, ein Tankentlüftungsven­ til, eine Kraftstoffpumpe etc. Der Schalter 12 ist ein beliebi­ ger Halbleiterschalter.

Der Meßwiderstand 31 ist Teil eines Prüfteils 30, das einen Überstrom in dem Lastkreis feststellt. Dazu ist ein Abgriff zwischen dem Schalter 12 und dem Meßwiderstand 31 mit einem Eingang eines Komparators 33 verbunden. Der andere Eingang des Komparators 33 ist an eine Referenzspannungsquelle 32 ange­ schlossen. Der Spannungsabfall an dem Meßwiderstand 31 ist ein Maß für den im dem Lastkreis fließenden Strom. Übersteigt die­ ser Spannungsabfall die Höhe der Spannung der Referenzspannungs­ quelle 32, so erzeugt der Komparator 33 an seinem Ausgang ein Schutzsignal. Ein solches Prüfteil 30 gehört zum Stand der Technik und ist z.B. in der gleichzeitig eingereichten Patent­ anmeldung, "Verfahren zur Überwachung einer induktiven Last", Erfinder: Manfred Glehr, beschrieben.

Der Schalter 12 wird von einem Sperrteil 40 ein- und ausgeschal­ tet, was durch die gestrichelt eingezeichnete Wirkungslinie an­ gedeutet ist. Das Sperrteil 40 enthält ein RS-Kippglied 41 und ein UND-Glied 43. Der Rücksetzeingang R des RS-Kippglieds 41 ist mit dem Ausgang des Komparators 33 verbunden. Der Setzein­ gang S des Kippglieds 41 ist mit einem Ausgang eines Steuer­ teils 20 verbunden. Der Ausgang Q des RS-Kippglieds 41 ist schließlich an einen Eingang des UND-Glieds 43 angeschlossen. Der andere Eingang des UND-Glieds 43 ist mit einem Befehlsaus­ gang 21 des Steuerteils 20 verbunden. Über den Ausgang des UND-Glieds 43 wird dann der Schalter 12 angesteuert.

Das Steuerteil 20 ist ein Mikroprozessor und dient zum Ein- und Ausschalten des Schalters 12. Zum Einschalten erzeugt der Mikro­ prozessor ein Ein-Signal an dem Befehlsausgang 21 und gleich­ zeitig einen kurzzeitigen Impuls an dem Ausgang, der mit dem Setzeingang S des RS-Kippglieds 41 verbunden ist. Am Ausgang Q des RS-Kippglieds erscheint dann ebenfalls eine 1, die zusammen mit dem Ein-Signal am Befehlsausgang 21 des Mikroprozessors das UND-Glied 43 durchsteuert, so daß über dessen Ausgang das Ein- Signal zum Schließen des Schalters 12 führt. Verschwindet das Ein-Signal am Befehlsausgang 21 des Mikroprozessors wieder, so ist die UND-Bedingung am UND-Glied 43 nicht mehr erfüllt und der Schalter 12 öffnet wieder.

Tritt nun bei geschlossenem Schalter 12 in dem Lastkreis ein Überstrom auf, so wird im Prüfteil 30 das Schutzsignal erzeugt. Dieses gelangt an den Rücksetzeingang R des RS-Kippglieds 41 und setzt dieses zurück. Damit ist die UND-Bedingung am UND- Glied 43 nicht mehr erfüllt und der Schalter 12 wird geöffnet obwohl das Ein-Signal vom Mikroprozessor her weiter ansteht. Der Schalter 12 kann erst beim nächsten betriebsmäßigen Ein- Signal wieder geschlossen werden. Erst dann wird über den Aus­ gang des Mikroprozessors der kurzzeitige Impuls erzeugt, der das RS-Kippglied 41 wieder setzt und die UND-Bedingung am UND- Glied 43 erfüllt. Ein schnelles Aus- und Einschalten des Schal­ ters 12 bei vorhandenem Ein-Signal ist also vermieden. Jedes neuerliche Einschalten durch den Mikroprozessor ist dagegen möglich. Ist dabei der Defekt im Lastkreis noch vorhanden, so wird durch das Prüfteil 30 sofort wieder abgeschaltet. Der Schutz des Lastkreises ist also gewährleistet und die gelegent­ lichen Einschaltversuche durch das betriebsmäßige Einschalten sind unschädlich. Nach Beseitigung des Defekts im Lastkreis funktioniert das Ein- und Ausschalten wieder, ohne daß ein zu­ sätzlicher Eingriff nötig wäre.

Die Erfindung ist auch anwendbar für mehrere parallel geschal­ tete Verbraucher 11. Dabei kann ein gemeinsames Prüfteil 30 und RS-Kippglied 41 verwendet sein. Es muß lediglich für jeden Ver­ braucher 11 ein eigenes UND-Glied 43 vorhanden sein.

In Fig. 2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel für eine erfin­ dungsgemäße Überstromschutzreinrichtung dargestellt. Der Last­ kreis und das Prüfteil 30 haben denselben Aufbau wie in Fig. 1 und sind in Fig. 2 nicht mehr dargestellt.

Bei einem Sperrteil 40 A ist hier statt dem RS-Kippglied 41 ein JK-Kippglied 42 verwendet, das es ermöglicht, beim Mikroprozes­ sor einen Ausgang einzusparen. Das UND-Glied 43 ist gleich dem aus Fig. 1 und hat die gleichen Funktionen.

Der Befehlsausgang 21 des Mikroprozessors ist hier mit dem UND- Glied 43 und mit dem Takteingang T des JK-Kippglieds 42 verbun­ den. Über den Takteingang T kann das JK-Kippglied 42 nur beim Erscheinen des Ein-Signals, d.h. mit dessen Anstiegsflanke ge­ setzt werden. Die Funktion der Schaltung ist damit analog der der Anordnung nach Fig. 1, mit dem Unterschied, daß der kurzzei­ tige Impuls über den Ausgang des Mikroprozessors beim Erschei­ nen eines Ein-Signals hier durch die spezielle Funktion des JK-Flipflops 42 ersetzt ist.

Claims (5)

1. Überstromschutzeinrichtung für einen Verbraucher (11) in einem Kraftfahrzeug

• - mit einem Lastkreis, der eine Spannungsquelle (10), den Ver­ braucher (11) und einen Schalter (12) enthält,
• - mit einem Steuerteil (20), das über einen Befehlsausgang (21) ein Ein-Signal zum Schließen des Schalters (12) er­ zeugt,
• - mit einem Prüfteil (30), das an den Lastkreis angeschlossen ist und bei einem Überstrom im Lastkreis ein Schutzsignal bildet, das das Öffnen des Schalters (12) bewirkt,

dadurch gekennzeichnet, daß ein Sperrteil (40) zwischen dem Steuerteil (20) und dem Schalter (12) vorgesehen ist, dem das Schutzsignal zugeführt ist und das ab dem Zeitpunkt des Auftretens des Schutzsignals das Ein-Signal des Steuerteils bis zum nächsten Ein-Signal unterbricht.

2. Überstromschutzeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Sperrteil (40) ein Kippglied und ein UND-Glied (42) enthält.

3. Überstromschutzeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß das Kippglied ein RS-Kippglied (41) ist,
dessen Setzeingang mit einem Ausgang des Steuerteils (20) ver­ bunden ist, über den das RS-Kippglied (41) gleichzeitig mit der Erzeugung eines Ein-Signals durch einen kurzen Impuls gesetzt wird,
daß dem Rücksetzeingang das Schutzsignal von dem Prüfteil (30) zugeführt ist,
daß der Ausgang des RS-Kippglieds (41) an einem Eingang des UND-Glieds (43) angeschlossen ist, und
daß dem zweiten Eingang des UND-Glieds (43) das Ein-Signal von dem Befehlsausgang (21) des Steuerteils (20) zugeführt ist.

4. Überstromschutzeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß das Kippglied ein JK-Kippglied (42) ist,
daß der Setzeingang des JK-Kippglieds (42) und ein Eingang des UND-Glieds (43) mit dem Befehlsausgang (21) des Steuerteils (20) verbunden sind,
daß dem Rücksetzeingang das Schutzsignal von dem Prüfteil (30) zugeführt ist und,
daß der Ausgang des JK-Kippglieds (42) mit dem anderen Eingang des UND-Glieds (43) verbunden ist.